全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
杭州西湖引流冲污前后浮游藻类变化
及防治富营养化效果评价 ‘
陆开宏 姚礼一 周少勤 晰江水产学院
, 宁波 。
李梅姿 洒湖水域管理处
, 杭州 。。。
【摘要 】 年 月一 年 月西湖各湖区浮游藻类逐月分析资料表明 , 引水冲污后西湖蓝藻个体
数量比例从 年的 下降到 , 藻种数 种增至 种 以蓝藻占绝对优势的群落结构特
征及多项水质指标的 均值表明 , 西湖水体依然属富营养类型 , 且有缓慢发展趋势 , 弓水并未根本
改变西湖水质特性 根据藻量及多样性指数的方差分析 , 对各湖区污染及富营养程度进行了多重比较
关健词 西湖 浮游藻类 富营养化
’
昨 ,
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引 言
杭州西湖是我国著 名旅游性湖泊 由于城
市及农村污水 的大量排入 , 使该湖原有生态系
统结构和功能改变 , 并在 年代后期富营养化
过程加速 , 逐渐演变成富营养 型 水 体 近 年
来 , 随着市区人 口 的增加 , 工农业及旅游事业
的不断发展 , 污染物排放量 日益增多 , 西湖水
长 承 中国科学院南京地理与湖泊研究所颜京松研 究 员 审
阅并提出宝贵意见 浙江水产学院教师郑忠明 、 韩 宣 国同志帮
助处理部 分 数 据 , 西湖水域管理 处夏建文 、 吴芝瑛同志等帮
助采集标本 , 在此一并致谢 。
本文于 一。。 年 月 日收到 , 年 月 日改回
环境质量 日趋恶化 , 严重影响了西湖 的旅游价
值 有关部门 自 年 月对清坡门入湖污水
管道截流后 , 年 月又采用 自钱塘江引流
冲污措施 , 以期增加湖内 、 营养盐及包括
浮游生物在内的悬浮有机质等污染物的输出 ,
延缓和阻止该湖富营养化进程
藻类现存量及生产力的提高是水体富营养
化主要后果之一 , 也是评价富营养化程度 的重
要指标 为此 , 李梅姿 〔“ 〕和项斯端 「通 一 “ ’等在
引水冲污前已对西湖藻类做过 多次调查 为监
测西湖 引水冲污前后 的藻类群落结构动态 , 我
们于 年 月至 年 月对西湖藻类进行
。 ,
’、
期 陆开宏等 杭州西湖引流冲污前后浮游藻类变化及防治富营养化效果评价
了逐月调查 , 并据此评价引水对防治西湖富营
养化的效果 出水贝
调查地点与方法
采样点选择
根据西湖湖区分布特点 , 全湖 布 设 个 采 样 点
图 , 年 月一 年 月各月下旬定期 采集
另于钱塘江引水口同期采样 , 监测引入水质 量
方法
全部野外采集及室内分析工作均按《 湖泊富营 养
化调查规范 》川 要求进行 并根据西湖 湖 水 浅 、 藻
量高等特点 , 用采水器在各采样点采上层水样 , 于
分液漏斗内经 次沉淀 , 浓缩至 , 充分摇匀 后
镜检 , 分别按属计数个体及细胞数 每次调查除重 点
分析藻类外 , 还同点测计水温 、 值 、 透明度 、 化学
耗氧量 、 叶绿素 、 总 和总 等理化因子 表 全
湖平均数据均由各采样点测得数值加权 平 均 后 获 得
图 。
入 水 口
。
结果与讨论
引水后浮游藻类群落结构现状
图 西湖浮游藻类采样点示意 图
玫王 。
外湖 , 北里湖 ,
。 岳湖 , 丁 西里湖 , 。
小南湖 以 , 砚 三潭内湖豁
粗 清波门 , 顶 少年宫 ,
表 西湖各湖区及钱塘江引入水理化特性 均值 士标准误 小值一最大值
士 。一 。
赞 岳湖 西里湖 小南湖 三潭内湖 钱 塘 江砚湖里
卜﹄
一透 明度
值
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溶 氧量
化 学耗氧量
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总 氮
一
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。 一 。 。 一
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土
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。 一 。 。 一 。
群落组成 引水后 的周年样品测计 , 共
发现全湖浮游藻类 属 种 ‘ ’ , 分隶于 门 , 有些 标本只 能鉴定到属 , 实际种数还不止此数 。
,
应 用 生 态 学 报 卷
其中绿藻门占 , 蓝藻 门 占 , 隐
藻 、 金藻和甲藻种类甚少 , 仅偶见于某一湖区
或季节
调查期间西湖浮游藻类年均个 体 数 量 为
”个 二 一 , 其中蓝藻门数
量达 个 , 占总量的
, 尽管绿藻门种类较多 , 但因大多是偶
见种 , 故个体数量反而不及种类较 少 的 蓝 藻
门 , 仅占总量的 引水后蓝藻在西湖浮
游藻类中仍为周年优势类群 , 比例 最 高 时 达
裹
扭
西翔各月浮游蕊类个休傲 及其组成 个
年月
类 群
’
,
年平均
蓝藻门 ·
绿燕门
硅燕门 ·
隐藻门
裸藻门
金葬门 ·
甲藻门 ·
各月总量 饭
蓝藻占总藻量
百分比
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 白 。 。 。 。 。 。 , 。 。
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 〔。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
。 。 。 。 。 。 日。 。 孟一 日。日 工。 。 。 口。
饭
刀才
产月,入
乙
纬 , 最低时也占 表 这种藻量
高且 以蓝藻占绝对优势的群落结构 , 标志着西
湖引水冲污后依然存在的高度富营养化状况
优势种 西湖藻类群落的优势种不仅明
显而且相对稳定 其中蓝藻门的水 华 束 丝 藻
沁
‘ 一 、 螺旋鞘 丝 藻
夕 、拉氏拟鱼腥藻
, 云 及微小平裂藻
力 。 。 均为常年性优势种 , 年 均
个体数量均达 个 左右 , 年均细胞数量在
个 以上 , 调查期间出现频率几乎达 吠
由于它们 的个体发育状态不同及相互间的竞争
排斥 ‘。 ’, 不同季节优势种数量组成变化 较 大
图
此外 , 西湖中个体数量大 、 分布频率较高
的伴生种有蓝藻门的离散色球藻 。口 口 。
了 、 曲氏平裂藻 二
云 、 湖泊鞘丝藻 公 、
细小隐球 藻 月夕 。 夕 ‘ 、 绿 藻
门的衣藻 、 四 尾 栅 藻
‘ “ 。 、 龙骨栅藻
。 、 硅藻门的肘状 针 杆 藻 口
、 放射针杆藻 、 溢缩脆
杆藻 ‘ 以及隐藻门的卵
形 隐藻 , 这些种类的年
平均个体数量均在 。个 左右
、、 , 二
劫 声
小一
二 。
声
签拿二义
叭叭协、卜厂﹄。已一创幼︸崛翻纂界
’
日 月
图 外湖优势种细胞数量年变化
而
拉 氏拟鱼腥藻 玄 泛葱, 水华
束丝藻 艺 ’了 一 阅 ‘ , 微小平裂藻
玄 玄 亡 玄 乞 , 螺旋鞘丝藻 甘 习
不 同月份的藻类数量变化 引水后西湖
,
期 陆开宏等 杭州西湖引流冲污前后浮游藻类变化及防治富营养化效果评价 白
浮游藻类的季节变化明显 , 月个体数量间存在
明显差异 。 。 , 秋季藻量 明 显
高于其他各季 , 主要 由一年生活型优势种拉 氏
拟鱼腥藻和微小平裂藻等组成 另于 月形成
次高峰 , 温带性水华藻种水华束丝藻是形成这
一高峰的单优势种
等级相关检验法 【 ’检验结 果 表
明 , 西湖藻类数量与钱塘江引入水量之间有显
著 的负相关 。 。 。 。 。 , 由图
可见 , 年 、 月大量引水时 , 同期藻量
形成明显低谷 , 年 一 月因故未能引水
时 , 秋季藻量逐月猛增 , 至 月形成该年第一
峰值 因此 , 目前西湖浮游藻类的周年数量变
化不仅受西湖藻类本身消长规律 、 杭州地区气
温和雨量的影响 , 同时还明显受从钱塘江引入
水量影响
表 西湖各湖区浮游蕊类比较 个
鱿 岌
‘ 一
湖 区
外湖 北里湖 岳 湖 西里湖 小南湖 三潭内
丁 湖硕
蓝藻
。 。 。 。 。 。
。 。 。 。、,声了、
绿藻
。 。 。
,
·
硅藻
了。。 。 。 。
一 。
总藻量 子 。 。
。 。 。 。
总藻种致 口
。 。
份 种数 , 个休数蚤
, 各门个体数量占总数百分比
湖和三潭内湖 , 后 个湖区 的藻量 , 除岳湖显
著高于三潭内湖外 , 其他均无明显差异 。 另就
群落组成而言 , 三潭内湖优势种不明显 , 而其
他湖区偶见的金 、 甲藻在三潭内湖出现率较高
北里湖蓝藻所占比例最高 , 岳湖 、 西
里湖春冬季受溪流影响 , 硅藻比例 常 接 近 蓝
藻 小南湖在引水量大 的月份藻种组成类似钱
塘江 。
引水前后浮游藻类群落结构比较
钱塘江浮游藻类种类多 、 数量少 、 蓝藻优
势不明显 表 , 引入水各项水质指标均优于
西湖水 表 , 以这类污染较轻的钱塘江水作
为水源大量引入西湖后 , 必然对西湖藻类产生
一定影响 。
浮游藻类种 群 组 成 的 变 化 据 项 斯
端 〔招 ’对西湖藻种的调查 , 年浮游藻种 数
就有 属 种 以后随着多项水质综合 治 理
工程 的完成 , 藻种数有不断增多之趋势。 由表
可见 , 绿 、 硅和裸藻的种数都有明显增加 ,
这些新发现藻种几乎均为西湖偶生种 , 绝大部
浪眯兮齐娜脚︵一马二工,“︸启日。导篇艺‘
一上曰月一月交
户三一习目‘曰卜。,皿污占叫书苏曰
︵任已︸曰口﹄门一,月匕叫书丝口
图 西湖浮游藻类数量 、 引水量及降雨 量的年变 化
饰 场 ,
。
藻类数量变化 ,
引水量 、 降雨量变化
。 一 。 外湖 引水前
, 一 。全湖 引水后
,
·
一外湖 引水后
不同湖区的藻类情况 西湖各湖区普遍
表现为数量高 、 蓝藻占优势等特点 , 但各湖区
所处位置不同 , 虽有水道相通 , 污染和水交换
情况仍有所区别 , 由此也 引起藻类群落结构上
的一些差异 表 方差分析及 多重
比较 法 表明 , 外湖和北里湖藻类数量无
显著差异 , 但都显著高于岳湖 、 西里湖 、 小南
。 。 ,
封 应 用 生 态 学 报 卷
表 钱塘江盆类组成 “个
石
『
肚 呈
类 群
蓝藻门 绿藻 门
种数
」
个体致量
个体数量百分 比
硅藻门 金藻门 隐藻门 裸藻门 合 计
拔 汀
。 。
。
。
表 不同时相的西湖浮游盆类种教组成
类 群
蓝藻门 绿藻门
。
裸藻门 硅藻门 金藻旦
。
甲藻门 合 计
一盆
一
一 苍
隐藻门
份 因许多标本仅鉴定到属 , 实际种数还不止 此数 。
, 。一
裹 引水前后蕊类个体橄 组成比较
。 〔
类 群
蓝藻 门 绿藻 门 裸藻门
。
硅藻门
。
金藻门 甲藻门 隐藻 门
一
一
变率 丁 一
。
。
。
。
。
一 。
。
。
。
。
。
一 。
。
。 召
一 。
。
。
。
分系中营养型指示种 , 其中 种类发现于钱
塘江 因此 , 采用以引水为主 的多种治理措施
后 , 西湖藻类已更加复杂多样
另一方面 , 浮游藻类数量组成较引水前也
有较大变化 表 , 其中蓝藻门数量比例下降
达 , 而硅藻比例上升 , 与绿藻门
同为西湖浮游藻类的 第二大 类 群 此 外 , 在
年外湖藻类平均数 量 为 火 “个
的情 况 下 , 个 体数量达 ’个 的优势种 有
水华束丝藻 、 螺旋鞘丝藻 、 拉氏拟鱼腥藻 、 曲
氏平裂藻和四尾栅藻 〔 ’, 它们在群落内 的 优
势相当明显和稳定 引水后 , 外湖平均藻量达
个 , 而数量在 。’个 以上的
藻类仅水华束丝藻和拉氏拟鱼腥藻 , 伴生种个
体数量与优势种的差距正在缩小 引水后那种
以单一或少数蓝藻藻种大量生长 , 控制整个水
生生态系统 的现象较引水前已有所缓和 浮游
藻类这种种群组成上的变化 , 不仅有利于生态
系统本身结构与功能的协调 , 而且使西湖水色
在观感上也 有所好转
浮游藻类个体数量的变化 西湖在
年春曾形成历史上罕见 的“ 黑水 ” , 月外湖藻
量高达 个 , 水体内总 、 总 浓
度分别为 和 , 这显然 表
明西湖水体属超富营养水平 〔 〕 为此曾 逐 步
实施砌岸 、 截污 、 改船 、 疏浚 大工程 , 但至
年水质仍不理想 , 西湖浮游藻类数量依然
达 个 引水后 的藻类 个 体 数
量 , 除三潭内湖和外湖外 , 其他湖区均较引水
前有不同程度的下降 , 尤其是小南湖 、 西里湖
和岳湖这 个引水前藻量最高的湖区 , 引水后
下降率均在 以上 表 北里湖因引水受
,
期 陆开宏等 杭州西湖引流冲污前后浮游藻类变化及防治富营养化效果评价
表 引水前后西湖浮游布类个体数 比较 义 个压
印 父
湖 区
外 湖 锐 北里湖 岳份湖 鑫二 西里湖 一
万
一 ‘ 。 。
一 。
。 。 。
下降比率 一
小南湖 嘿罗 三潭内湖
砚
全湖加权平均
皿
。
。
。
。
。
。 革
。台
厂 。
益小 , 接纳沿岸生活污水多 , 且近年与藻类竞
争阳光及营养盐 的荷花长势不好 , 故引水前后
藻量变化不大 , 占西湖总面积 的外湖藻
量较引水前有所增加 , 但从差异显著性检验可
知 , 外湖引水前后藻量并 无 显 著差异 二
。 。 。。 , 钱塘江水引入小南 湖 后 , 虽
大部分水从映波桥进入外湖 , 但因 外 湖 面 积
大 , 内源性污染严重 停止引水约 天左右 ,
湖水 、 一 等指标即可恢复如初 , 故短 期
内引水效果难以体现 。
西湖富营养化程度的评价和比较
富营养化评价 由引水前后藻类群落结
构的动态不难看出 , 西湖水生态系统正随着群
落成分多样性的增加及蓝藻比例 的减少 , 向着
平衡和协调 的方向发展 但 目前西湖浮游藻类
个体数量仍在 “个 左右 年均生 物 量 达
藻类组成仍以蓝藻为主 , 优势种
及数量较多的伴生种几乎均为富营养化水体的
化二 、 。。、匕‘ 绿藻种数 不 包括鼓藻八本指示种 绿藻指数 塑迷
,
竺翌纂敏斋早矍鲤 ,为‘ 曰 “ ” ’ ‘ , ’“ 目 、 鼓藻种数 ‘
, 综合指数 二壑牡黯黯丝趟
达 , 这都明显揭示引水后西湖水体依然存在
的高度富营养化程度 但藻类的生长受水环境
理化及生物因子的综合影响 , 因此 以浮游藻类
的特征与水体营养状况建立单一的反证联系 ,
有时难免存在片面性 为此 , 表 列出了 个
不同的理化及生物参数 , 对引水前后西湖各湖
区进行综合评分 “ ’, 由表 可见 , 引水 后 除
三潭内湖仍属中富营养型 , 小南湖营养水平有
所降低之外 , 其他湖区均属富营养类型水体 ,
且 均分略有增加 , 这说明西湖总体营养水
平尚有缓馒升高趋势
不 同湖区营养水平及污染程度比较 从
表 引水后各湖区参数均分可见 , 西湖各湖区
富营养化程度为北里湖 外湖 岳湖 西里湖
表 引水前后西湖各湖区的 指数 艺
湖 区
北里湖互 岳湖 西里湖 小南湖 三潭内湖一工湖外
︸口廿工几仁目月‘咋百一“一富富一富富“一富”肠富一富巧肠招富一富透 明度
化学耗氧量
总磷 一
总氮 一
叶绿素 。
浮游藻类
均分
富 营养 等级评 价 富富中
一
中富 中富
一 一
爷 引水前 一 , 引水后 一
,
应 用 生 态 学 报 卷
小南湖 三潭内湖 , 与藻类数量所反映的结
果基本一致 , 仅北里湖藻量不及外湖 , 富营养
程度比外湖要高 , 这是比较符合两湖区的实际
情况的 而从引入水在各湖区的交换情况看 ,
引水 天后 , 新水更换率小南湖为 西里
湖 , 外湖 岳湖 北里湖 ,
至少年宫出水口约为 新水更换率与湖水
营养程度正好成反比 , 这也说明引流冲污对延
缓西湖富营养化的作用
此外 , 对各湖区浮游藻类 多 样
性‘旨数 ‘ 一 息‘一 , ‘一 , 及
多样性指数 一 进行方差
分析及多重比较表明 , 各湖区指数 差 异 显 著
。 。 , , 污染程度 自高至低为 北
里湖 、 外湖 、 岳湖 、 西里湖 、 小南湖和三潭内
湖 表 根据多样性指数值及污染指示种分
析 , 除三潭内湖为轻度污染外 , 其他湖区均属
口一 中度污染
裹 西湖各湖区浮游蕊类多样性指数的多 , 比较
。 ‘
湖 区
多样性指致 多样性指数
一一兰旦一一一
。 。 。 。
里湖藻量与引水前无显著差异
各湖区营养类型除三潭内湖属中营养型 、
小南湖为富富中营养型外 , 其他湖区仍属富营
养型 , 其程度有缓慢发展趋势 各湖区富营养
化及污染程度为北里湖 外湖 岳湖 西里湖
小南湖 三潭内湖 。
西湖内源性污染严重 , 引水效 益 维 持 不
长 钱塘江总 、 总 浓度均达富营养水体标
准 , 引水可在短期内降低湖内营养盐浓度 , 提
高藻类组成质量 , 但不能达到抑制藻类生长的
效果 , 仅靠引水不能根本上改观西湖水质 另
从扩大区域范围 , 着眼整体而言 , 被替换的西
湖水排入下游古新河 , 虽能冲污并补充水源 ,
但西湖大量营养盐及藻类排入钱塘江 , 难免有
“ 以邻为壑 ”之弊 , 加重钱塘江的有机污染 因
此 , 西湖富营养化防治应采取包括 引流冲污在
内的综合措施
以西湖浮游藻类的群落结构特征 , 作为评
价西湖水质污染及富营养化的指标 , 其结论与
水化学所反映情况基本一致 , 故能比较正确地
反映客观实际 今后在西湖治理 中 , 进一步研
究西湖藻类群落结构及其动态 , 仍将具有十分
重要 的意义
参 考 文 献
三潭内湖砚
小南湖
西里湖丁
岳湖
外湖
北里湖
。
。 了
。‘。
。
。
。
。
。
指数均值 , 价 差异显 著性
结 论
引水后 , 西湖浮游藻种巳增至 种 蓝
藻个体数量比例较 年下降 , 硅藻比
例上升 , 以单一或少数蓝藻藻种大 量 生
长 , 并控制整个水生生态系统的现象已有所缓
和 引水量与藻量之间相关显著 小南湖 、 西
里湖和岳湖藻量下降明显 , 而主体湖外湖及北
《 全 国主要湖泊 、 水库富营养化调 查研究 》课 题 组 。
。 湖泊富营养化调查规范 中国环境科学出版社 ,
北京 , 一 皿。
李梅姿等。 。 西湖引水前水体质 量调查 与 评 价
环境污染与防治 , 一
何志辉等。 。 淡水生物学 下 农业 出版社 , 北
京 , 一
项斯端 。 杭州西湖浮游藻种的调 查 杭 州 大
学学报 , 增刊 。 一
项斯端 。 杭州西湖的浮游蓝藻群落及 其 类 型 。
杭州大学学报 , 增刊 一
项斯端 西湖藻量动态及其超富营养化生态 系
统 杭州大学学报 , 增刊 一
高桂庭 介绍一种简易相关分析法 水库渔业 ,
一
, 了
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。
,
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